鉄筋回りのコンクリート剥落防ぐ新技術工法基礎強度高めるM&Nコイル

布基礎やベタ基礎の基礎梁に用いる螺旋型曲げ分散鉄筋の開発

1. 開発経緯

螺旋型ひび割れ分散筋

鉄筋コンクリートの許容ひび割れ幅は 「鉄筋コンクリート造のひび割れ対策(設計・施工)指針・同解説、日本建築学会」によると、鉄筋の発錆によって支配される耐久性の観点から、有害性の判定に用いられる許容ひび割れの幅は、環境条件などによって一概にはいえませんが、おおよそ0.1~0.4mmです。

そこで、それ以上の有害なひび割れの発生を抑制するため、主筋D13の上側に装備する(設置するのみ)だけの簡易な方法である同線(以下、「螺旋型ひび割れ分散筋」と称す。)を考案しました。
螺旋型ひび割れ分散筋を主筋に装備した状態(写真-1.1)

写真-1.1 螺旋型ひび割れ分散筋を主筋に装備した状態

耐震差込みコイル

  • コイルスプリング状の金属部材

    弊社では、地震に強い高強度の基礎を造るため、基礎の鉄筋にコンクリートをしっかり付着・固定させることができるコイルスプリング状の金属部材「耐震差込みコイル」を開発しました。
    これまで260件ほどの現場で施工し、クラックも抑えられるなど住宅会社から好評を得ています。

  • 2010年に特許取得

    「耐震差込みコイル」は、阪神・淡路大震災などの大地震で被害が大きかった住宅の基礎の特徴として、鉄筋からコンクリートが剥がれ落ち、崩壊しているケースが多いことに着目した弊社社長、前田が10年ほど前に開発。2010年に特許を取得しました。(特許・第4853748号)

  • 被害をより小さくします

    熊本地震では、コンクリートが鉄筋から剥がれ落ちて崩壊している基礎を見ましたが、コンクリートが鉄筋に拘束されていれば、崩壊には至らず、被害も抑えられる場合があったと思われます。
    弊社では、基礎で差別化を図れる部材として、「耐震差込みコイル」を住宅会社に提案しております。

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2. 螺旋型ひび割れ分散筋の効果

図-2.1 曲げ試験の概要図

螺旋型ひび割れ分散筋の効果(せん断曲げ試験の結果)を実証するため、基礎梁上端をモデル化(部材:150mm×200mm×2,000mm、コンクリート設計基準強度21N/mm²、主筋1-D13、せん断補強筋D10@300)し、螺旋型曲げ分散鉄筋を主筋に装備した「提案型」と、設置しない「従来型」に対して、性能を静的載荷による曲げ試験(図-2.1 参照)を実施しました。その結果、提案型について次の傾向があることが分かりました。

  1. 曲げひびわれ発生時までの曲げ剛性が、従来型よりも28%向上した。
    なお、発生強度は18%低減するが、それ以下の使用範囲では問題ないと言える。(図-2.2参照)

  2. 曲げひび割れ発生前のひずみ量が50%低減した。(図-2.3参照)

  3. 降状点時の変位量が21%向上した。(図-2.2参照)

  4. 降状以降の曲げ剛性が向上した。(図-2.2参照)

  5. 曲げひび割れ本数が増加し、ひび割れが分散した。(写真-2.1参照)

  • 図-2.2 荷重と変位関係

  • 図-2.3 曲げひび割れ発生時のひずみ分布

  • 提案型(螺旋型曲げ割れ分散鉄筋有り)

  • 従来型(螺旋型曲げひび割れ分散鉄筋なし)

写真-2.1 最終破壊状況(曲げ破壊とせん断曲げ破壊)

以上の結果から、主筋に「螺旋型曲げ分散筋」を装備することで 曲げひび割れ発生を軽減できるものと考えています。

実証試験機関: 北海道科学大学工学部建築学科吉津研究室

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3. 取付施工例

総2階建てで35坪程度の住宅の基礎で例えれば、布基礎最上部の鉄筋や、出隅部分の鉄筋、換気口・人通口上部の鉄筋などに取り付けて、強度アップします。

  • 外部定着集中箇所 かぶせ差し込むだけ簡単

  • 塀上部 2段取付かぶせ差し込むだけ簡単

  • 上部鉄筋開口、取付状況

  • 外周部取付状況 杭間にも有効

  • クランク部も、かぶせ差し込むだけ簡単

  • 出隅に取付施工

  • 出隅 入隅、かぶせ差し込むだけ簡単

  • 開口部上部取付状況

  • 曲りコーナー簡単施工(かぶせ差し込むだけ)

  • スムーズに打設 確実に拘束、強度アップ

4. マスコミに取り上げられました

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